Hệ thống cấp nước chữa cháy

Hệ thống cấp nước chữa cháy trong nhà chia ra các loại sau: hệ thống cấp nước chữa cháy thông thường (đơn giản), bán tự động và tự động.

Hệ thống cấp nước chữa cháy thông thường

Phạm vi sử dụng

Đặt trong các nhà ở, nhà công cộng, nhà sản xuất tùy theo chiều cao, chức năng và tính chất nguy hiểm về cháy của ngôi nhà.

Theo quy phạm TCVN 4513-88, hệ thống cấp nước chữa cháy bên trong nhà loại thông thường phải được bố trí trong các ngôi nhà sau

  • Các nhà ở gia đình cao từ bốn tầng trở lên, các nhà ở tập thể, khách sạn, cửa hàng ăn cao từ năm tầng trở lên.
  • Các cơ quan hành chính và trường học cao ba tầng trở lên.
  • Các nhà ga, kho hàng hóa, các công trình công cộng, các nhà phụ của xí nghiệp, các cơ quan khám bệnh, nhà giữ trẻ, mẫu giáo khi khối tích mỗi nhà từ 5000 m3 trở lên.
  • Các rạp hát, chiếu bóng, câu lạc bộ, nhà văn hóa mà phòng khán giả có từ 300 chỗ ngồi trở lên.
  • Gác phòng dưới khán đài của sân vận động có từ 5000 chỗ ngồi xem trở lên.

Tiêu chuẩn lượng nước của mỗi vòi phun chữa cháy và số vòi phun chữa chảy hoạt động đồng thời trong nhà có thể tham khảo bảng dưới

Tiêu chuẩn lượng nước cho một vòi phun chữa cháy và số vòi phun hoạt động đồng thời trong nhà

Tiêu chuẩn lượng nước cho một vòi phun chữa cháy và số vòi phun hoạt động đồng thời trong nhà

Ghi chú: Lưu lượng nước của một vòi phun chữa cháy nếu ở bảng trên có thể thay đổi tùy theo bán kính hoạt động

Sơ đồ cấu tạo

Các hệ thống cấp nước đặc biệt trong nhà

Sơ đồ hệ thống cấp nước chữa cháy kết hợp với cấp nước sinh hoạt

Hệ thống cấp nước chữa cháy thông thường ở ta đã được sử dụng rộng rãi và thường xây dựng kết hợp với hệ thống cấp nưóc sinh hoạt hoặc sản xuất, khi đó ta chỉ cần xây dựng thêm các ống đứng cấp nước chữa cháy (có thể sử dụng luôn ống đứng của hệ thống sinh hoạt hoặc sản xuất nếu cho phép) từ đó ta chỉ việc bắt tê vào ống đứng đó để lấy nước ra các vòi phun chữa cháy đặt trong các hộp chữa cháy ở mỗi tầng nhà (khi không thể làm chung thì mới làm riêng).

Hệ thống cấp nuớc chữa cháy thông thường bao gồm các bộ phận sau:

  • Mạng lưới đường ống: đường ống chính – đường ống đứng
  • Các hộp chữa cháy
hộp chữa cháy

hộp chữa cháy

Khi áp lực của đường ống cấp nước bên ngoài không đảm bảo có thể dùng máy bơm hoặc két nước.

Bộ phận chủ yếu của hệ thống cấp nước chữa cháy thông thường là các hộp chữa cháy. Hộp chữa cháy thường đặt cách sàn tính đến tâm hộp là 1,25 m. Hộp có dạng hình chữ nhật có kích thước 620×856 mm, bố trí lẩn trong tường, bên ngoài hộp là lưới mắt cáo hoặc kính mờ có sơn chữ CH. Bên trong hộp chữa cháy có bố trí van cứu hỏa nối với ống đứng, có khớp nối đặc biệt để móc nối nhanh chóng với ống vải gai và vòi phun với van cứu hỏa.

Ống vải gai có thể tráng hoặc không tráng cao su, dài 10 – 20 m, có đưòng kính 50 và 66 mm tùy theo lưu lượng chữa cháy lớn hay nhỏ.

Vòi chữa cháy ỉà một ống hình nón cụt, một đầu có đường kính bằng đường kính ống vải gai, đầu kia nhọn có đưòng kính d = 13; 16; 19 và 22 mm

Hộp chữa cháy thường đặt ở những chỗ dễ nhìn thấy như cầu thang, hành lang…

Khoảng cách theo chiều ngang của các hộp chữa cháy phụ thuộc vào chiều dài của các ống vải gai, phải đảm bảo sao cho hai vòi phun chữa cháy của hai hộp chữa cháy có thể gặp nhau được.

Để bảo đảm cho hệ thống cấp nước chữa cháy làm việc được tin tưởng có thể thiết kế đưòng ống theo kiểu đóng vòng trên mặt phẳng ngang hoặc đứng của nhà và bố trí nhiều đường ống dẫn vào.

Trong mỗi hộp chữa cháy có thể bố trí các nút bấm điện để điều khiển máy bơm chữa cháy từ xa.

Tính toán hệ thống cấp nước chữa cháy thông thường

Khi kết hợp hệ thống cấp nước sinh hoạt với hệ thống cấp nước chữa cháy, sau khi đã tính toán cho trường hợp sinh hoạt ta cần kiểm tra lại cho trường hợp chữa cháy xem tốc độ nước chảy trong ống có vượt quá trị số cho phép hay không (v không vượt quá 2,5 m/s), khi đó đường kính vẫn giữ nguyên như cũ, chỉ có lưu lượng tăng lên.

  • Xác định lưu lượng nước chữa cháy: Dựa vào lưu lượng cho một vòi phun chữa cháy và số vòi phun chữa cháy hoạt động đồng thời trong nhà. Những đoạn ống đồng thời vận chuyển cả lượng nước sinh hoạt và chữa cháy thì lưu lượng sẽ là tổng lưu lượng nước sinh hoạt và chữa cháy.
  • Lưu lượng nước tính toán cho ngôi nhà khi có cháy qcc tt sẽ bằng tổng lưu lượng nước sinh hoạt lớn nhất qsh max và lưu lượng nước chứa cháy cần thiết qcc của ngôi nhà.
    qcc tt= qsh max + qcc , l/s
  • Áp lực cần thiết của ngôi nhà trong trường hợp chữa cháy có thể tính theo công thức sau:
    Hcc ct = hcc hh + hcc ct + hcc dh + ∑hcc + hcc cb, m
    trong đó:

    • hcc hh – chiều cao hình học tính từ trục đường ống cấp nước bên ngoài đến van chữa cháy ở vị trí cao nhất, xa nhất so với đường dẫn nước vào, m;
    • hcc hh – tổn thất áp lực qua đồng hồ khi có cháy, m;
    • ∑hcc – tổn thất áp lực của mạng lưới khi có cháy, m;
    • hcc cb – tổn thất áp lực cục bộ khi có cháy, m;
    • hcc ct – áp lực cần thiết ở van chữa cháy,
      hcc ct = hv + h0, m;
      trong đó:

      • hv – áp lực cần thiết ỏ miệng vòi phun để tạo ra một cột nước đặc lớn hơn 6m, áp lực này thay đổi tùy thuộc vào đường kính miệng vòi phun
      • h0 – tổn thất áp lực theo chiều dài qua ống vải gai, tính theo công thức sau
        h0 = A.l(qcc)2, m;

        • qcc – lưu lượng nước của vòi phun chữa cháy, l/s;
        • l – chiều dài ống vải gai, l = 10 ÷ 20 m;
        • A – sức kháng đơn vị của ống vải gai lấy như sau
          Hệ thống cấp nước đặc biệt trong nhà

Khối nước từ miệng vòi phưn bắn ra thường chia làm hai phần

  • Phần cột nước đặc Cđ
  • Phần cột nước tia Ctt

Áp lực cần thiết ở miệng vòi phun chữa cháy có thể tính theo công thức sau

hv = Cđ / [1 -φαCđ], m,

Trong đó:

  • α – hệ số phụ thuộc Cđ
    hệ số phụ thuộc Cđ 
  • φ – hệ số phụ thuộc vào đường kính miệng vòi phun
    φ = 0,25 / [d+(0,1d)3]
    Khi tính toán có thể lấy như sau
    hệ số phụ thuộc vào đường kính miệng vòi phun

Nếu áp lực của đường ống cấp nước bên ngoài không đảm bảo (Hngoài > Hcc ct)) thì phải chọn máy bơm chữa cháy

Hệ thống cấp nước chữa cháy tự động

Phạm vi sử dụng

Hệ thống cấp nước chữa cháy tự động được áp dụng trong các ngôi nhà rất nguy hiểm về cháy như các kho bông vải sợi, nhựa, các kho chứa chát dễ nổ khi có lửa, đôi khi còn bố trí trong các rạp hát, câu lạc bộ, … Hệ thống cấp nước chữa cháy tự động dùng để tự động phun nưóc dập tắt đám cháy, đồng thời báo động khi xảy ra hỏa hoạn

Sơ đồ hệ thống cấp nước chữa cháy tự động

Sơ đồ hệ thống cấp nước chữa cháy tự động

Sơ đồ cấu tạo

Gồm các bộ phận sau

Các đường ống này đều làm bằng thép có ren hình nón và có độ dốc 0,005 – 0,01 hướng về phía ống đứng, phụ thuộc vào đường kính ống. Mỗi ống nhánh phục vụ không vượt quá sáu vòi phun, các vòi phun đặt cách trần nhà 0,3 – 0,4 m, cách tường nhà 1,2 – 2,0 m.

Đường kính ống có thể chọn sơ bộ theo kinh nghiệm

Chọn đường kính ống cho mạng lưới chữa cháy tự động

Chọn đường kính ống cho mạng lưới chữa cháy tự động

Thiết bị báo hiệu mở nước

Khi có cháy xảy ra dù chỉ một vòi phun chữa cháy hoạt động, lưỡi gà của thiết bị này mở ra cho nước chảy qua, đồng thời nước làm quay một tuốc bin có gắn một hệ thống búa đập vào chuông báo hiệu có cháy.

Vòi phun chữa cháy tự động

Bộ phận chủ yếu nhất, gắn liền với các ống nhánh phân phối nước, đặt cách nhau khoảng 3 – 4 m sao cho mỗi vòị phục vụ một diện tích khoảng 9 -12 m2 mặt sàn. Bộ phận chủ yếu của vòi phun chữa cháy tự động là các khóa bằng hợp kim dễ nóng chảy và lưỡi gà thủy tinh. Khi có cháy xảy ra, nhiệt độ trong phòng tăng lên đến mức nào đó (72°c, 93°c, 140°c, 182°c,…) các khóa sẽ chảy ra, lưỡi gà thủy tinh rơi xuống và nước tự động phun ra chữa cháy, vòi phun chữa cháy tự động thường chế tạo có đường kính 8; 10; 12,7 mm.

Vòi phun chữa cháy tự động

Vòi phun chữa cháy tự động: 1, thân bằng đồng đỏ – 2, khung – 3, hương sen – 4, màng ngăn – 5, lưỡi gà thủy tinh – 6,7,8 – khóa kim loại dễ nóng chảy – 9, bộ phận đỡ lưỡi gà

Nguồn cấp nước

Phải tổ chức hai nguồn cấp nước độc lập nhau. Nếu áp lực không đủ có thể có thêm két nước, trạm khí ép hoặc máy bơm chữa cháy

Tính toán hệ thống cấp nước chữa cháy tự động

Chọn đường kính vòi phun, số vòi phun chữa cháy, lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống/ đưòng kính ống, áp lực yêu cầu chữa cháy và các công trình (nếu có).

Lưu lượng nước qua một vòi phun chữa cháy tự động xác định theo công thức sau

qv cc = Kv√Hv ;    l/s

Trong đó:

  • Kv – hệ số phụ thuộc đường kính vòi phun chữa cháy và được chọn như sau
    hệ số phụ thuộc đường kính vòi phun chữa cháy
  • Hv – trị số áp lực ở đầu vòi phun (m). Áp lực tối thiểu ở đầu vòi phun là 5 m

Trị số áp lực Hv ở đầu mỗi vòi phun là khác nhau vì kể đến tổn thất áp lực trên mỗi đoạn ổng nối giữa các vòi, do vậy lưu lượng ở mỗi vòi phun cũng khác nhau, sự khác nhau giữa các vòi phun ở đầu và cuối mạng lưới càng lớn.

Khi tính toán người ta tính toán cho từng vòi một theo thứ tự từ xa đến gần so với đường ống dẫn nước vào.

Lưu lượng tính toán của mỗi đoạn ống bằng tổng lưu lượng của các vòi phun trên đoạn ống đó.

Những đường ống nhánh ỏ gần đường ống dẫn nước vào có áp lực cao hơn những ống nhánh ở xa đường dẫn nước vào, để giảm bót sự chênh lệch về áp lực đó có thể đặt rông đen giảm áp.

Tốc độ yêu cầu của dòng chảy cho phép trong đường ống không vượt quá 5 m/s.

Áp lực yêu cầu của hệ thống cấp nước chữa cháy tự động có thể xác định theo công thức sau:

Hcctd yc= Hv + hhh + ∑h + hcb + hb,        m;

trong đó

  • hhh ; ∑h ; hcb – giống như công thức xác định Hyc nhà;
  • Hv – áp lực tự do ở đầu vòi phun ≥ 5 m;
  • hb – tổn thất áp lực qua thiết bị báo hiệu mở nưóc, xác định như sau:
    h= Sbq2 b,    m;

    • qb – lưu lượng nước qua thiết bị, l/s;
    • Sb – súc kháng của thiết bị báo hiệu mở nước

      Trị số sức kháng Sb của thiết bị báo hiệu mở nưóc

      Trị số sức kháng Sb của thiết bị báo hiệu mở nước

Hệ thống cấp nước chữa cháy bán tự động

Phạm vi sử dụng

Dùng để tạo ra những màn che hoặc màng ngăn bằng nước theo chiều thẳng đứng để ngăn ngừa ngọn lửa khỏi lan ra các bộ phận khác của phòng, nhà, … (ví dụ: để ngăn cách giữa sân khấu với phòng khán giả của các rạp hát chiếu bóng, câu lạc bộ, giữa các chỗ đỗ ôtô trông ga ra, trong một số nhà sản xuất v.v…

Cấu tạo

Bộ phận chủ yếu của hệ thống này là vòi phun chữa cháy bán tự động có kết cấu giống như kiểu tự động nhưng không có màng ngăn, lưõi gà thủy tinh và khóa hợp kim dễ chảy.

Khi có cháy xảy ra người ta mở van trên đường ống và tất cả các vòi phun hoạt động tạo ra một màn nước ngăn cách dầy đặc. Lỗ vòi phun chữa cháy bán tự động có đường kính 8, 10, 12,7 mm. Lưu lượng của mỗi vòi phun không nhỏ quá 0,6 l/s, các vòi phun bố trí cách nhau 3 m, cách tường và vách ngăn 1,5 m. Đường kính ống của hệ thống cấp nước chữa cháy bán tự động có thể chọn theo bảng dưới

Trong trường hợp đơn giản có thể bố trí dẫy ống khoán lổ để tạo ra màn nước ngăn cách, ống khoan lỗ có đường kính lỗ 3 – 5 mm, cách nhau 5-10 cm, có thể khoan hai hàng so le nhau, sơ bộ có thể lấy 0,8 – 2 l/s cho 1 m dài đường ống khoan lỗ.

Chọn đường kính ống cho mạng lưới chữa cháy tự động

Chọn đường kính ống cho mạng lưới chữa cháy tự động

Hệ thống cấp nước sản xuất bên trong nhà

Trong các nhà sản xuất, nước dùng với nhiều mục đích khác nhau, lưu lượng, áp lực và chất lượng nước yêu cầu khác nhau. Ví dụ như: rửa sản phẩm, cho vào sản phẩm, làm nguội, cấp cho nồi hơi, vệ sinh công nghiệp, sinh hoạt công nhân, v.v… yêu cầu cấp nước phải đầy đủ, liên tục để đảm bảo sản xuất, tránh lãng phí lưu lượng, áp lực. Chất lượng nước tùy thuộc yêu cầu công nghệ sản xuất, đặc tính của thiết bị, máy móc …

Để đảm bảo an toàn và liên tục cho sản xuất thì áp lực nước và số lượng nước phải luôn luôn đầy đủ cho sự hoạt động của máy móc, do đó khi thiết kế hệ thống cấp nước sản xuất nên thiết kế nhiều đường ống dẫn nước vào, có dung tích dự trữ và nên dùng mạng lưới vòng, cần chọn sơ đồ cấp nước hợp lý (vì có nhiều loại nước dùng với mục đích khác nhau). Thông thường dùng sơ đồ kết hợp, trong trường hợp cần thiết mới tách riêng hệ thống (làm mềm cấp cho nồi hơi, cần áp lực cao …).

Tính toán thủy lực mạng lưới về cơ bản giống như tính toán mạng lưới cấp nước sinh hoạt. Sau khi đã xác định được lưu lượng nưóc tính toán, tiến hành chọn đường kính ống và tính toán tổn thất áp lực, chọn két nước, máy bơm (nếu có).

Lưu lượng nước sản xuất tính toán xác đinh dựa vào yêu cầu dùng nước của các máy móc cũng như các thiết bị bố trí tại nơi sản xuất (chậu rửa sản phẩm, vòi nước…).

Các hệ thống cấp nước đặc biệt khác

Hệ thống cấp nước tưới

Dùng để tưới cây xanh, tưới hoa, đường sá xung quanh nhà hoặc để rửa sạch sàn, tường, phòng trong các nhà sản xuất và vệ sinh công cộng. Hệ thống này hiện nay ở ta còn ít dùng. Hệ thống cấp nước tưới gồm các vòi nước tưới đặt cách nhau 70m theo chu vi nhà, bố trí trong các hộp lẩn trong tường, cao hơn mặt đất hoặc sân khoảng 1,25m đầu vòi tưới có khớp nối đặc biệt giống như vòi chữa cháy hoặc có chồi dài để nối với ống vải gai hoặc cao su nhanh chóng đưa nước đến các khu vực tưới. Đường kính vòi có thể từ  20; 25 đến 32 mm.

Vòi tưới rửa sàn

Vòi tưới rửa sàn

Hệ thống cấp nước uống đặc biệt

Trong các phân xưởng sản xuất, các công trường xây dựng lớn cũng như trong các công viên, nhà nghỉ mát, sân vận động, v.v… người ta thường bố trí hệ thống nước uống đặc biệt gồm các vòi phun nước uống có chứa hơi, nước… (ví dụ: nước khoáng chất cho nơi nghỉ mát, nước mặn cho các phân xưỏng nóng, làm việc ra nhiều mồ hôi…)

Trong các phân xưởng, một vòi phun nước uống phục vụ cho khoảng 50 -100 người, bố trí cách nhau từ 75 đến 125 m.

Lưu lượng nước tính toán cho một vòi phun nước uống là 2 l/ph, hệ số hoạt động đồng thời của các vòi phun nước uống bằng 30 – 60%. Hệ thống này hiện nay ở ta còn ít dùng.

Đài phun nước

Dùng đề trang trí cho các vườn hoa, quảng trường, công viên, sân nhà … góp phần tăng cưòng mỹ quan và cải thiện điều.kiện vệ sinh cho khu vực đó (làm ẩm khống khí, phần nào làm sạch khói, bụi..). Đài và vòi phun nước có nhiều kiểu, nhiều loại khác nhau. Khi lựa chọn cần kết hợp với địa hình, mỹ quan sao cho phù hợp với kiến trúc tổng thể.

Các lọa đài phun nước

Các loại đài phun nước:  a, Khi ống nước ngoài đủ áp lực – b, Khi thiếu áp lực – c, Khi tiết kiệm nước – d, Khi nguồn nước lên cao

Hình dáng, chiều cao và lưu lượng tia nước phun phụ thuộc vào đường kính kết cấu đầu vòi phun, cách đặt vòi phun (nghiêng hay đứng) và áp lực cột nước ở đầu vòi phun, v.v..,

Các đầu vòi phun nước thường đặt trong các vật trang trí cho thêm phần mỹ quan như: con cóc phun nước…

Lưu lượng nước cho một đầu vòi phun có thể xác định theo công thức sau

Q = µF√(2gH) , m3/s ;

trong đó

  • µ – hệ số lưu lượng nước qua đầu vòi phun, phụ thuộc vào hình dáng đầu vòi phun
  • F – diện tích tiết diện lỗ đầu vòi phun, m2
  • H – áp lực ỏ đầu vòi phun, m
  • g – gia tốc trọng trường, 9,81 m/s2

Các loại vòi phun

Áp lực cần thiết ở đầu vòi phun có thể xác định theo công thức sau

H = Cđ / [1 – φCđ] , m,

trong đó

  • Cđ – chiều cao tia nước đặc yêu cầu, m;
  • φ – hệ số phụ thuộc vào đường kính lỗ đầu vòi phun có thể xác định theo công thức ở phần hệ thống cấp nước chứa cháy thông thường.

Trên đường ống dẫn nước đến đầu vòi phun có thể bố trí các van để đóng mở nước, để thay đổi chiều cao tia nước phun khi cần thiết

______________________________________________________

Bạn có muốn nhận 9 tiêu chuẩn quan trọng, 1 video hướng dẫn tổng quan 5 bước thiết kế và 2 bài viết rất đầy đủ chi tiết về hệ thống cấp thoát nước ???

Đăng ký ngay

Các hệ thống cấp nước đặc biệt trong nhà
5 (100%) 3 votes